In der Intralogistik kommen vermehrt Fahrerlose Transportsysteme zum Einsatz, um verschiedene ­Prozesse zu digitalisieren, zu automatisieren und zu verschlanken. Für batteriebetriebene Fahrzeuge werden energieeffiziente Antriebe für kompakte Bauräume benötigt, die hohe Ansprüche an Leistungsdichte und Dynamik erfüllen. Ein Antriebsspezialist geht nun bei der Konstruktion von Niederspannungs-Servomotoren an die Grenzen des physikalisch Machbaren, um optimale Antriebslösungen zu realisieren.

Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) oder auch Automated Guided Vehicles (AGV) kommen in Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) zum Einsatz. Sie werden über intelligente Netzwerktechnologien gesteuert und sind in der Lage, Waren oder Materialien ohne menschliche Interaktion innerhalb von Produktions-, Lager- oder Logistikprozessen zu befördern. „In der Intralogistik steht die Steigerung der Effizienz beim Einsatz von batteriebetriebenen Transportfahrzeugen an erster Stelle“, so Aleksandar Andric, Leiter elektrische Entwicklung bei Groschopp. Da der Bauraum der Fahrzeuge in der Regel begrenzt ist, aber eine hohe Dynamik und Leistungsdichte gefordert sind, ergeben sich daraus besondere Herausforderungen für die Konstruktion der Niederspannungs-Servomotoren. „Durch den Batteriebetrieb spielt zudem das Thema Energieeffizienz eine große Rolle, denn je weiter ein Transportroboter zum Beispiel in einem Lager ohne Ladeunterbrechungen fahren kann, desto besser“, so Aleksandar Andric weiter. Zudem müssen Sicherheitsbremsen vorhanden sein, damit die Fahrerlosen Transportfahrzeuge zuverlässig anhalten, sollten sich Hindernisse oder Personen auf der Strecke befinden.

Energieeffiziente Servomotoren im Niederspannungsbereich 

Groschopp entwickelt und produziert bereits seit mehr als 30 Jahren Servomotoren für den Kleinspannungsbereich von 24 V bis maximal 60 V. „Wir haben schon bei unseren Servomotoren für die Pharma- und Lebensmittelindustrie mit Schutzkleinspannung gearbeitet“, so Aleksandar Andric. „Das heißt wir haben inzwischen einen großen Erfahrungsschatz, was energieeffiziente Servomotoren im Niederspannungsbereich angeht.“ Dieses Know-how nutzt das Unternehmen, um Lösungen für verschiedene Branchen zu entwickeln und so unter anderem auch den hohen Anforderungen an die Antriebe in Fahrerlosen Transportfahrzeugen gerecht zu werden.

Die EGK-Servomotoren für den Niederspannungsbereich des Herstellers sind trotz ihrer kompakten Baugröße und hohen Energieeffizienz leistungsstark und dynamisch. „Im Grunde genommen handelt es sich dabei um sich widersprechende Konstruktionsziele“, erklärt Aleksandar Andric. „Um diese zu erfüllen, verfolgen wir einen sehr hohen Anspruch und gehen bei der Entwicklung unserer Antriebslösungen immer an die Grenze des physikalisch Möglichen.“ Die EGK-Baureihe der Black-Panther-Serie steht für elektrisch kommutierte Servomotoren der dritten Generation. Durch die konsequente Optimierung der aktiven Kernelemente Stator, Rotor und Magnete sowie den Einsatz einer modernen Einzelzahnwicklung konnte die Leistungsdichte und der Wirkungsgrad der Servomotoren erheblich gesteigert werden. Die optional realisierbare Sinuskommutierung bewirkt, verglichen mit der bisherigen Blockkommutierung, eine höhere Effizienz, sehr gute Gleichlaufeigenschaften vor allem bei niedrigen Drehzahlen sowie eine geringere Geräusch- und Wärmeentwicklung.

Niederspannungs-Servomotoren mit Sicherheitsbremse

Neben der Energieeffizienz spielt auch das Thema Sicherheit bei den Fahrerlosen Transportfahrzeugen eine wichtige Rolle, um Unfälle oder Schäden zu vermeiden. Das Unternehmen bietet daher elektrisch kommutierte Niederspannungs-Servomotoren mit entsprechenden Sicherheitsbremsen an. „Da gibt es zum Beispiel redundante Encoder-Systeme mit zwei separaten Gebern, die sich gegenseitig überwachen und die hohe Performance-Level erfüllen“, erläutert Aleksandar Andric. „Wir sind kompatibel mit verschiedenen Herstellern und bieten hier auch eigene Lösungen an.“ Für den Datentransfer sind die smarten Servomotoren des Unternehmens standardmäßig mit CAN-Schnittstelle ausgestattet, optional sind sie auch mit Profinet oder Ethercat erhältlich.

Modularer Produktbaukasten

Mit der EGK-Baureihe bietet Groschopp einen umfangreichen, modularen Produktbaukasten mit Servomotoren in verschiedenen Baugrößen mit und ohne Regler sowie mit unterschiedlichen Getriebearten an, die sich exakt auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung zuschneiden lassen. „Unsere Niederspannungs-Servomotoren eignen sich ideal für den Einsatz in batteriebetriebenen Transportrobotern“, weiß Aleksandar Andric. „Wir investieren laufend in die Weiterentwicklung unserer Produkte, um technisch immer auf dem neuesten Stand zu sein.“ Basis für den Erfolg der Antriebslösungen des Unternehmens ist die firmeneigene Entwicklungsabteilung. Sie verfügt über moderne Tools, einen speziell eingerichteten Musterbau sowie ein eigenes Labor. Damit neue Produkte oder kundenspezifische Konzepte entstehen, arbeitet ein Team aus hochqualifizierten Mitarbeitern fachübergreifend zusammen: von der Entwicklung und Konstruktion über die Fertigung bis hin zum Produktmanagement und Vertrieb. Zudem beteiligt sich Groschopp an Gemeinschaftsprojekten mit Universitäten und Partnerunternehmen, um die Entwicklung innovativer und sparsamer Antriebe im Bereich der Elektromobilität respektive FTS voranzutreiben und in der Forschung auf dem neuesten Stand zu sein.

Intelligenter Müllsammelroboter

Ein Beispiel dafür ist ein Forschungsprojekt von Studierenden der Technischen Universität Novi Sad in Serbien, die einen autonomen Roboter entwickelt haben, der Abfall erkennen und automatisch beseitigen kann. Der intelligente Müllsammelroboter wird von den elektronisch kommutierten Niederspannungs-Servomotoren EGK 48-60 von Groschopp zusammen mit einem Schneckengetriebe und integriertem Servoregler angetrieben. Damit sind eine ruckfreie Bewegung und präzise Positionierung möglich. Zudem lässt sich die Antriebslösung aufgrund der frei programmierbaren Software und den zahlreichen elektronischen und konstruktiven Optionen an jede Anwendung anpassen. Mit dieser kompakten, flexibel konfigurierbaren und leistungsstarken Lösung gewann der studentische Verband Mi (µ) Robotics den Eurobot Wettbewerb 2022.

Autor
Nabila Dewolfs, Vertrieb & Marketing